研究目的
在不锈钢表面制备具有抗生物膜特性的超疏水氧化锌微/纳结构,用于食品储存、运输及其他抗菌功能材料领域。
研究成果
在不锈钢表面成功制备了具有优异抗生物膜性能的极端疏水ZnO微/纳结构。其最佳的疏水性与抗菌效果协同抑制生物膜形成,在食品包装和加工设备领域展现出应用潜力。
研究不足
该研究仅限于特定pH条件和一种细菌(腐败希瓦氏菌);在实际应用中的可扩展性和长期稳定性可能需要进一步优化。
1:实验设计与方法选择:
研究采用溶胶-凝胶与水热法结合在不锈钢表面制备ZnO薄膜,通过调节pH值控制形貌,随后进行硬脂酸改性以获得疏水性,并以腐败希瓦氏菌评估其抗生物膜性能。
2:样本选择与数据来源:
选用尺寸为50毫米×50毫米、厚度0.3毫米(硬度HV 300-580)的不锈钢片作为基底,细菌数据源自腐败希瓦氏菌培养体系。
3:3毫米(硬度HV 300-580)的不锈钢片作为基底,细菌数据源自腐败希瓦氏菌培养体系。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:不锈钢片、800目砂纸、去离子水、丙酮、无水乙醇、醋酸锌、六亚甲基四胺、氨水、硬脂酸、乙醇、腐败希瓦氏菌、碱性蛋白胨水、结晶紫、溅射镀金用金靶、场发射扫描电镜(S-4800,日立)、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、接触角测量仪。
4:实验流程与操作步骤:
依次进行不锈钢抛光清洗、溶胶-凝胶法制备ZnO晶种层、不同pH值(11.0/11.4/11.7)水热合成、硬脂酸改性处理,通过XRD/FT-IR/SEM/接触角进行表征,采用细菌培养结合结晶紫染色开展抗生物膜测试。
5:0/4/7)水热合成、硬脂酸改性处理,通过XRD/FT-IR/SEM/接触角进行表征,采用细菌培养结合结晶紫染色开展抗生物膜测试。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:XRD分析结晶度,FT-IR检测化学基团,SEM观察形貌,接触角测量疏水性,结晶紫染色与平板计数评估生物膜附着及细菌生长,P值统计分析。
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FESEM
S-4800
Hitachi
Imaging surface micrographs of samples with biofilm after gold-sputter coating.
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contact angle measuring instrument
Measuring water contact angles on sample surfaces.
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hydrothermal synthesis reactor
Performing hydrothermal synthesis reactions for ZnO film preparation.
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XRD
Investigating crystallinity and phase of prepared samples.
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FT-IR
Analyzing chemical groups on unmodified and modified ZnO films.
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